22.09.2005 · Forscher der Universität von Tennessee haben ein Pflanzengen entdeckt, mit dessen Hilfe gentechnisch veränderte Pflanzen leichter zu bestimmen sind. Die Entdeckung könnte die Züchtung und Schutz von Gen-Pflanzen deutlich erleichtern.
Von Barbara Hobom
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Ein Pflanzen-Gen zum Schutz von Nutzpflanzen?
Auf eine neue Möglichkeit, die Züchtung gentechnisch veränderter Pflanzen zu erleichtern, sind amerikanische Wissenschaftler gestoßen. Unter längst bekannten Pflanzengenen haben sie jetzt eines entdeckt, das sich vorzüglich als sogenannter Selektionsmarker eignen könnte.
Es handelt sich dabei um ein Gen aus der großen Familie der sogenannten ABC-Transporter-Gene. Die von ihnen gebildeten Proteine lagern sich meist in Zellmembranen ein und bilden Miniaturpfade, durch die lösliche Stoffe durch die fettige Hülle in das Zellinnere gelangen können. Von allen höheren Organismen besitzen Pflanzen die meisten ABC-Transporter, vermutlich, weil sie seßhaft sind und sich Umweltgefahren mehr anpassen müssen als Organismen, die dem Stress entfliehen können.
Bei ihren Versuchen an der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) beobachteten Mentewab Ayalew und Neal Stewart von der University of Tennessee in Knockville zunächst, daß Pflanzen, bei denen ein als Atwbc19 bezeichnetes ABC-Transporter-Gen ausgeschaltet war, überaus empfindlich auf das Antibiotikum Kanamycin reagierten.
Die Forscher folgerten daraus, daß Gewächse, die viel von diesem Transportprotein bilden, dem Antibiotikum widerstehen könnten. Transgene Tabakpflanzen, die sie mit einem besonders aktiven ABC-Transporter-Gen der Ackerschmalwand ausrüsteten, wuchsen bei Zugabe des Antibiotikums gut, während Tabakpflanzen ohne dieses Resistenzgen sich nur schwach entwickelten und ausbleichten.
Selektionsmarker zur Herstellung transgener Pflanzen
Die Wissenschaftler verglichen daraufhin, wie sich das pflanzliche Resistenzgen als Selektionsmarker gegenüber dem zur Gewinnung transgener Pflanzen bislang verwendeten bakteriellen Resistenzgen verhält. In beiden Fällen war die Ausbeute an transgenen Pflanzen vergleichbar, wie Ayalew und Stewart in der Zeitschrift „Nature Biotechnology“ (Bd. 23, S. 1177) berichten.
Im Fall des pflanzlichen Resistenzgens erzielten sie die beste Selektion indessen bei niedrigerer Antibiotika-Konzentration als bei Verwendung des bakteriellen Gens. Das Pflanzengen dürfte sich daher als ein besonders vorteilhafter Selektionsmarker zur Herstellung transgener Pflanzen eignen.
Bei den bislang verwendeten Selektionsmarkern, mit deren Hilfe man transgene Pflanzenzellen unter einer Heerschar von Zellen herausfindet, die das angebotene fremde Gen nicht aufgenommen haben, handelte es sich fast ausnahmslos um bakterielle Antibiotika-Resistenzgene. Die bakteriellen Selektionsmarker haben sich in ungezählten Laborversuchen und beim Anbau transgener Nutzpflanzen auf riesigen Flächen als sicher erwiesen.
Ausweitung der Antibiotika-Resistenz?
Kritiker der Gentechnik befürchten jedoch trotz allem, daß die bakteriellen Resistenzgene durch horizontalen Gentransfer von höheren Pflanzen zurück in Bakterien gelangen und sich unter anderem in pathogenen Keimen festsetzen. Die ohnehin schon weitverbreiteten Resistenzen gegen Antibiotika, die die Behandlung bakterieller Erkrankungen zunehmend erschweren, könnten sich dadurch noch mal ausweiten.
Dieses als unkalkulierbar angesehene Risiko ließe sich nun durch die Verwendung eines Antibiotika-Resistenzgens, das aus Pflanzen stammt, umgehen. Die Forscher wollen daher als nächstes untersuchen, ob sich das ABC-Transporter-Gen der Ackerschmalwand nicht nur beim Tabak, sondern auch bei Nutzpflanzen als Selektionsmarker transgener Varianten eignet.
